[发明专利]一种激光-感应复合熔覆Cu-Fe-Si软磁高导铜基复合材料

摘要

一种激光－感应复合熔覆Cu‑Fe‑Si软磁高导铜基复合材料，该复合材料的特点为：将粒径为20~50μm的专用铜基合金粉末作为熔覆材料，采用激光－感应复合熔覆的方法在基材表面制备软磁高导铜基复合材料，其中专用铜基合金粉末的化学成分为：Cu 56.5 wt.%，Fe 28.5 wt.%，B 5.0 wt.%，Si 9.2%与Y₂O₃ 0.8 wt.%；铜基复合材料的显微结构为：粒径约为15μm的非晶球状Fe‑Si‑B颗粒均匀镶嵌于面心立方ε‑Cu基体内；获得的最大饱和磁化强度为100emu/g，电导率为70%IACS。采用该方法制备的软磁高导铜基复合材料在软磁材料的热释放与铁磁液体等领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种激光－感应复合熔覆Cu-Fe-Si软磁高导铜基复合材料，制备该材料的方法与步骤为：（1）对基材表面进行除油、除锈处理；将专用铜基合金粉末放置于自动送粉器的装料斗内，专用铜基合金粉末的化学成分为：Cu 56.5 wt.%，Fe 28.5 wt.%，B 5.0 wt.%，Si 9.2%与Y2O3 0.8 wt.%，粒径为20~50μm；（2）将高频感应加热线圈与基材表面之间的距离设置为8mm，调节感应加热功率使基材表面被感应加热的温度为300℃，同时利用铜管对感应加热区吹入Ar气；（3）将CO2激光器产生的激光束与自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴将专用铜基合金粉末吹入激光－感应复合熔覆热源形成的熔池内，当激光－感应复合熔覆热源移开后，熔融的专用铜基合金粉末快速凝固结晶形成软磁高导铜基复合材料；其中，激光功率1.5kW，激光扫描速度为450mm/min，粉末喷嘴直径2.8mm，激光光斑直径3mm，粉末流量18g/min，粉末喷嘴与基材表面法向间的夹角为53°，粉末喷嘴与基材表面垂直距离为10mm；软磁高导铜基复合材料的结构特征为：粒径为15μm的非晶球状Fe-Si-B颗粒均匀镶嵌于面心立方ε-Cu基体内；软磁高导铜基复合材料在室温与±20kOe条件下，最大饱和磁化强度为100emu/g，电导率为70%IACS。